七軸機器人又叫作冗余機器人,相比六軸機器人額外的軸允許機器人躲避某些特定的目標,便于末端執行器到達特定的位置,可以更加靈活的適應某些特殊工作環境。我國七自由度冗余機器人樣機是由我國已故的著名機器人技術專家、中國工程院院士張啟先研制。
目前,我國絕大多數工業機器人企業還尚未發布七軸工業機器人產品,其中有一部分表示正在研發相關產品,會在年內有相關產品問世,而另有一些企業則表示對七軸工業機器人產品有關注,但尚未計劃設計研發相關產品。
新松公司7軸柔性多關節機器人,是國內首臺7自由度協作機器人,重量為29千克,負載為5千克,重復定位精度可達到0.02毫米,工作半徑可達800毫米。具備快速配置、牽引示教、視覺引導、碰撞檢測等功能,特別適用于布局緊湊、精準度高的柔性化生產線,滿足精密裝配、產品包裝、打磨、檢測、機床上下料等工業操作需要。
相較于市場上出現的同類機器人產品,基于自主研發技術,新松七軸機器人在負載或成本上都更優。國產機器人將跨入人機協作新時代。
七軸機器人強在哪兒?從技術角度看,主要有以下幾個層面。
(1)改善運動學特性
在機器人的運動學問題中,三個問題使得機器人的運動受到非常大的限制。
第一是奇異構型。當機器人處于奇異構型時,它的末端執行器不能繞某個方向進行運動,或者施加力矩,因而奇異構型極大的影響了運動規劃。
第二是關節位移超限。在真實工作情況下,機器人每個關節的運動的角度范圍是受到限制的,最理想的狀態是正負180度,但是很多關節是做不到的。另外,七軸機器人可以避免角速度運動過快,讓角速度分配得比較均勻。如表1所示。
第三是工作環境中存在障礙。在工業環境下,很多場合存在各種環境障礙,傳統的六軸機器人無法只改變末端機構的姿態,而不改變末端機構的位置。
(2)改善動力學特性
對于七軸機器人而言,利用其冗余自由度不僅可以通過運動軌跡規劃達到良好的運動學特性,并且我們可以利用其結構實現最佳的動力學性能。
七軸機器人可實現關節力矩的再分配,這里涉及到機器人的靜力平衡的問題,也就是說,作用在末端的力,通過一定的算法算出每個關節承受的力有多大。對于傳統的六軸機器人來說,其每個關節的力是一定的,它的分配可能很不合理。但是對于七軸機器人來說,我們可以通過控制算法調整各個關節的力矩,讓薄弱的環節承受的力矩盡量小,是整個機器人的力矩分配比較均勻,更加合理。
(3)容錯性
機器人在發生故障時,如果有一關節失效,傳統六軸機器人便無法繼續完成工作,而七軸機器人可以通過重新調整故障關節速度(運動學容錯)和故障關節力矩(動力學容錯)的再分配實現繼續正常工作。
看到這里,大家會問,7軸機器人這么厲害,那這個幾軸是怎么區分的?下面小編給您簡單介紹一下!
論七軸機器人和一軸機器人的差別到底有多大?現如今,工業機器人被廣泛應用于各行各業,但是我們也發現,工業機器人的軸數并不相同,那么它們到底應該有幾個軸呢?
所謂工業機器人的軸可以用專業的名詞自由度來解釋,如果機器人具有三個自由度,那么它可以沿x,y,z軸自由的運動,但是它卻不能傾斜或者轉動。當機器人的軸數增加,對機器人而言,就是更高的靈活性。那么現在工業機器人都有多少個軸呢?
三軸機器人也被稱為直角坐標或者笛卡爾機器人,它的三個軸可以允許機器人沿三個軸的方向進行運動,這種機器人一般被用于簡單的搬運工作之中。
四軸機器人,可以沿著x,y,z軸進行轉動,與三軸機器人不同的是,它具有一個獨立運動的第四軸,一般來說SCARA機器人就可以被認為是四軸機器人。
五軸是許多工業機器人的配置,這些機器人可以通過x,y,z三個空間周進行轉動,同時可以依靠基座上的軸實現轉身的動作,以及手部可以靈活轉動的軸,增加了其靈活性。
六軸機器人可以穿過x,y,z軸,同時每個軸可以獨立轉動,與五軸機器人的最大區別就是,多了一個可以自由轉動的軸。六軸機器人的代表就是優傲機器人,通過機器人身上的藍色蓋子,你可以很清楚的計算出機器人的軸數。
七軸機器人相比六軸機器人額外的軸允許機器人躲避某些特定的目標,便于末端執行器到達特定的位置,可以更加靈活的適應某些特殊工作環境。
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